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Title: Reconstrução in silico das vias de processamento da informação genética nos Tritryps (Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei e Leishmania major) – busca por análogos funcionais
Advisor: Miranda, Antonio Basilio de
Members of the board: Dávila, Alberto Martín Rivera
Júnior, Floriano Paes Silva
Braz, Glória Regina Cardoso
Ferreira, Marcelo Alves
Brandão, Adeilton Alves
Authors: Gomes, Monete Rajão
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: Leishmania major, Trypanosoma brucei e Trypanosoma cruzi (Tritryps) são protozoários unicelulares que causam a leishmaniose, a doença do sono e a doença de Chagas, respectivamente. Essas doenças causam ônus econômicos principalmente em regiões subtropicais e tropicais. Atualmente, não existem vacinas comercialmente disponíveis e não há tratamento eficaz para tais doenças. Isso se deve ao fato dos fármacos disponíveis apresentarem muitos efeitos colaterais e estarem propensas ao desenvolvimento de resistência. A maioria desses fármacos foi descoberta através da seleção de um grande número de compostos contra parasitas íntegros. Porém, nos últimos anos, uma nova abordagem vem ganhando espaço sob o termo de “desenho racional de fármacos”. Este termo representa a busca por compostos contra alvos moleculares específicos, visando diferenças bioquímicas e fisiológicas entre o parasita e o hospedeiro. A era pós-genômica gerou uma grande quantidade de informações que permitem a identificação ótima de novos alvos. Neste contexto, a partir de dados públicos dos genomas de Tritryps, reconstruímos as vias de processamento da informação genética (com ênfase nas vias de replicação e reparo, transcrição e tradução) nesses organismos, para adquirir uma melhor representação das enzimas envolvidas nestes processos. Estas análises permitiram estudos comparativos para identificar candidatos a novos alvos terapêuticos. Em nossa metodologia utilizamos a ferramenta AnEnPi (http://bioinfo.pdtis.fiocruz.br/AnEnPi/) para buscar nas seqüências genômicas por enzimas análogas. Utilizando os dados provindos do KEGG, primeiro houve uma etapa de clusterização das estruturas primárias de todas as enzimas desse banco de dados anotadas com o mesmo EC. Para isso utilizou-se uma pontuação (score) de similaridade no Blastp de 120, como parâmetros de corte. Encontramos 830 grupos de ECs com mais de um cluster e 1430 com um único cluster. Após isso, foi realizado um passo de reanotação. Para isto, foi rodado um novo Blastp, assumindo como ponto de corte um e-value de 10e-20, entre todas as proteínas preditas nos genomas de cada Tritryp contra todos os clusters. Desses dados geramos mapas das vias de interesse para esses organismos e os comparamos aos mapas que o KEGG disponibiliza como padrão. Identificamos alguns casos de analogia nestas vias entre seres humanos e Tritryps que podem vir a ser utilizados como novos alvos terapêuticos para o desenvolvimento de fármacos contra esses parasitas. Foi feita a modelagem por homologia de um análogo (6.1.1.-, de T. brucei), utilizando a ferramenta MHOLline. Além disso, buscamos no banco de alvos terapêuticos para doenças negligenciadas, TDRTARGETS (http://tdrtargets.org/), pelos ECs identificados como possíveis novos alvos, e não encontramos nenhuma ocorrência. Tal fato pode indicar que com a metodologia aplicada conseguimos identificar novos candidatos a alvos terapêuticos contra estes parasitas. Em análises futuras, vamos testar e-values mais restritivos na etapa de reanotação, para assim, testar o potencial de reanotação da ferramenta.
Abstract: Leishmania major, Trypanos oma brucei e Trypanosoma cruzi (Tritryps) are unicellular protozoa that cause leishmaniasis, sleeping sickness and Chagas disease, respectively. These diseases cause economic burden mainly in subtropical and tropical regions. Currently, there are no commer cially available vaccines and no effective treatment for such diseases. This is because the available drugs present many side effects and are willing to develop resistance. Most of these drugs were discovered through the screening of large numbers of compo unds against whole parasites. However, a new approach has been gaining ground under the term "rational drug design", recently. This term represents the search for compounds against specific molecular targets, aiming physiological and biochemical difference s between parasites and hosts. The post - genomic era generated a lot of information that allow optimal identification of new targets. In this context, from public data of the Tritryps’ genomes, we reconstructed the genetic information processing pathway (wi th emphasis on replication and repair, transcription and translation) of these organisms, to obtain a better representation of enzymes involved in these processes. These analyses allowed comparative studies to identify candidates for new therapeutic target s. In our methodology we used the AnEnPi tool ( http://bioinfo.pdtis.fiocruz.br/AnEnPi/ ) to search the genomes for analogous enzymes. Using the data coming from KEGG, there was first a clustering step of the primary structures of all enzymes annotated with the same EC in this database. For this we used a Blastp similarity score of 120 as threshold. We found 830 groups of ECs with more than one cluster and 1430 with only one cluster. After that, we performed a reannotation step. For this task a new Blastp was done, assuming an e - value cutoff of 10e - 20 , among all pr edicted proteins, from each Tritryp genome, against all clusters. From these data we generated maps, for Tritryps, of the pathways of interest and compared them to the KEGG standard maps. We identified some cases of analogy in these pathways between humans and Tritryps that may be used as new therapeutic targets for developing drugs against these parasites. The homology modeling was done for an analog (6.1.1. - , T. brucei ), using the tool MHOLline. Furthermore we also searched in the therapeutic targets data base for neglected disease, TDRTARGES (http://tdrtargets.org/), for the ECs identified as possible new targets, and no occurrences were found. This may indicate that with the methodology applied we managed to identify new candidates for therapeutic targets against these parasites. In further analysis, we will test more restrictive e - values on the reannotation step to test the potential of reannotation of the tool.
keywords: Tritryps
Enzimas análogas
Vias de processamento da informação genética
Novos alvos terapêuticos
AnEnPi
DeCS: Leishmania major /genética
Trypanosoma brucei brucei /genética
Trypanosoma cruzi /genética
Enzimas /análise
Análise de Sequência de DNA
Análise de Dados
Issue Date: 2010
Citation: GOMES, Monete Rajão. Reconstrução in silico das vias de processamento da informação genética nos Tritryps (Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei e Leishmania major) – busca por análogos funcionais. 2010. 111 f. Dissertação ( Mestrado em Biologia Computacional e Sistemas) - Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2010.
Date of defense: 2010-04-24
Place of defense: Rio de Janeiro / RJ
Department: Instituto Oswaldo Cruz
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-graduação em Biologia Computacional e Sistemas
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGBCS - Dissertações de Mestrado

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